CN106787305B - 一种电动滑板电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种电动滑板电机，包括：外转子、定子、励磁元件、电枢绕组、轴等。外转子铁心在轴承的作用下绕轴旋转并带动电动滑板的车轮旋转；呈U形的定子铁心固定在定子轭上，一个定子铁心的外侧有两个凸出的定子极，且两个定子极平行，各个定子铁心之间被定子轭的突出部分隔离。定子铁心逆时针方向一侧的定子极上有励磁元件，所述励磁元件可以为永磁体，也可以为电励磁绕组，顺时针方向一侧的定子极上有集中式的电枢绕组，所有电枢绕组的绕制方向一致，电枢绕组依据相位不同依次分为四相。本发明的采用的新型定子结构，使各相绕组彼此隔离，降低了相间故障的可能性，通过采用四相绕组，即使有缺相故障时系统仍能维持工作，容错能力强。

Description

一种电动滑板电机
技术领域
本发明涉及一种电动滑板电机，属于微电机领域。
背景技术
电动滑板车作为一种新颖的代步交通工具，它从原来的娱乐工具逐渐发展为人们休闲旅游的辅助交通工具。电动滑板以其轻快自如、携带方便，既可以在闲暇时间休闲消遣、又可以在上班时做为代步工具的双功能，赢得了众多喜欢追寻时尚的年轻人的青睐。电动滑板车作为一种无污染的绿色环保产品,同时引起了政府、企业关注。
电动滑板车的驱动系统是区别与普通滑板车的主要部分，电动机是电动滑板车的关键部分。要使电动滑板车同时能快速安全运行，对驱动系统的性能要求就很高，由于其所带的电源有限、路况复杂，对电机的效率和容错性都有较高的要求。目前，市场上电动滑板的质量参差不齐，其关键问题还是在于电动滑板电机质量有好有坏。因此，有必要设计一款适合电动滑板用电机，满足功率低，效率高，工作稳定的要求。
在目前公开的技术中，仅有少数涉及到电动滑板用电机。在相近的专利中，申请号为201610717416.4的发明专利申请：一种应用于电动滑板的轮毂电机，该发明绕组采用单股线星形绕组或多股线星形绕组，采用霍尔传感器替代电刷，轮毂电机本体的紧固散热端面设置有多个凸起结构，紧固散热端面与外轮毂之间采用螺纹连接。该发明提供的轮毂电机制作的滑板，整体质量减轻，减小了滑板所占空间，减少了能量传输环节和能量损失，电机发热量小，但该申请并没有采取措施来提高电机的稳定性。
在外转子电机中，已有的相关申请主要有申请号为：201610442113.6的发明专利申请：一种外转子电机及电动车，该外转子电机包括：外转子组件、定子组件、电机轴及霍尔组件；外转子组件与定子组件装配在电机轴上。该发明通过设计新型的电机结构使得维修难度减小，并提高了外转子组件的维修效率和电机寿命。但是，该发明并没有针对电动滑板所存在的问题设计出符合其使用的电机。
本发明提出了一种电动滑板电机是由外转子铁心、定子铁心、定子轭、励磁元件、电枢绕组、轴和轴承组成；其各个定子铁心之间被定子轭的突出部分隔离；定子铁心逆时针方向一侧的定子极上有励磁元件顺时针方向一侧的定子极上有集中式的电枢绕组。本发明的各个定子铁心之间被定子轭的突出部分隔离，使得定子相绕组在物理和电磁上都是彼此隔离的，这大大降低了相间故障的可能性，而且采用四相绕组，即使有缺相故障时系统仍能维持工作，容错能力强。
目前申请人经国内外检索，尚未检索到本发明所涉及一种电动滑板电机针对电动滑板用电机的高容错、高效率的要求所提出一种新型结构的电机。
发明内容
本发明针对目前电动滑板电机存在的可靠性差、不易维修、效率低等缺陷，提出了一种新型结构电动滑板电机。
本发明采用如下技术方案：
一种电动滑板电机，其特征在于：
由外转子铁心(1)、定子铁心(2)、定子轭(3)、励磁元件(4)、电枢绕组、轴(9)和轴承组成；
定子轭(3)由非导磁材料制成并固定在轴(9)上；
外转子铁心(1)有9X个均匀分布的凸形转子极，每个转子极的极弧系数为0.5；外转子铁心(1)在轴承的作用下可绕轴旋转并带动电动滑板的车轮旋转；
呈U形的定子铁心(2)固定在定子轭(3)上，一个定子铁心(2)的外侧有两个凸出的定子极，且两个定子极平行；沿圆周均布的定子铁心共有4X个，X为正整数；各个定子铁心(2)之间被定子轭(3)的突出部分隔离；
所述电动滑板电机的定子极的宽度与转子极相同，同一定子铁心(2)上的两个定子极极距等于转子极极距；
定子铁心(2)逆时针方向一侧的定子极上有励磁元件(4)，励磁元件(4)可以为永磁体，也可以为电励磁绕组；
定子铁心(2)顺时针方向一侧的定子极上有集中式的电枢绕组，所有电枢绕组的绕制方向一致，电枢绕组依据相位不同依次分为A相电枢绕组(5)、B相电枢绕组(6)、C相电枢绕组(7)和D相电枢绕组(8)。
如上所述的一种电动滑板电机，其特征在于：所述励磁元件(4)为永磁体，永磁体固定在定子铁心(2)逆时针方向一侧的定子极圆周面上，所有永磁体皆沿径向充磁。
如上所述的一种电动滑板电机，其特征在于：所述励磁元件(4)为电励磁绕组，电励磁绕组绕在定子极上，所有电励磁绕组的绕向一致。
本发明的有益效果如下：
⑴ 本发明的各个定子铁心之间被定子轭的突出部分隔离，使得定子相绕组在物理和电磁上都是彼此隔离的，这大大降低了相间故障的可能性；
⑵ 在本发明中采用四相绕组，即使有缺相故障时系统仍能维持工作，容错能力强；
⑶ 本发明的电动滑板电机转子结构简单，不仅提高了电机转子机械强度，而且更适合高速转动。
附图说明
图1是本发明一种电动滑板电机第1实施例横向剖视结构示意图。其中：1、外转子铁心，2、定子铁心，3、定子轭，4、永磁体，5、A相电枢绕组，6、B相电枢绕组，7、C相电枢绕组，8、D相电枢绕组，9、轴。
图2是本发明一种电动滑板电机第2实施例横向剖视结构示意图。其中：1、外转子铁心，2、定子铁心，3、定子轭，4、电励磁绕组，5、A相电枢绕组，6、B相电枢绕组，7、C相电枢绕组，8、D相电枢绕组，9、轴。
图3为本发明一种电动滑板电机永磁方案嵌线图。
图4为本发明一种电动滑板电机电励磁方案嵌线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。
图1是本发明一种电动滑板电机第1实施例横向剖视结构示意图。所示的一种电动滑板电机是由外转子铁心(1)、定子铁心(2)、定子轭(3)、励磁元件(4)、电枢绕组、轴(9)和轴承组成； 外转子铁心(1)有9X个均匀分布的凸形转子极，每个转子极的极弧系数为0.5；外转子铁心(1)在轴承的作用下可绕轴旋转并带动电动滑板的车轮旋转。呈U形的定子铁心(2)固定在定子轭(3)上，定子轭(3)由非导磁材料制成并固定在轴(9)上，一个定子铁心(2)的外侧有两个凸出的定子极，且两个定子极平行；沿圆周均布的定子铁心共有4X个，X为正整数；各个定子铁心(2)之间被定子轭(3)的突出部分隔离。所述电动滑板电机的定子极的宽度与转子极相同，同一定子铁心(2)上的两个定子极极距等于转子极极距。
定子铁心(2)逆时针方向一侧的定子极上有励磁元件(4)，在图示中励磁元件(4)为永磁体，所有永磁体皆沿径向充磁。
定子铁心(2)顺时针方向一侧的定子极上有集中式的电枢绕组，所有电枢绕组的绕制方向一致，电枢绕组依据相位不同依次分为A相电枢绕组(5)、B相电枢绕组(6)、C相电枢绕组(7)和D相电枢绕组(8)。
如上所述的一种电动滑板电机，其特征在于：所述励磁元件(4)为电励磁绕组，电励磁绕组绕在定子极上，所有电励磁绕组的绕向一致。
图2是本发明一种电动滑板电机第2实施例横向剖视结构示意图。如图所示，第2实施例横向剖视结构示意图与第1实施例横向剖视结构示意图的区别在于：在第2实施例横向剖视结构示意图中励磁元件(4)为电励磁绕组，电励磁绕组绕在定子极上，所有电励磁绕组的绕向一致。
图3为本发明一种电动滑板电机永磁方案嵌线图。如图所示，图中数字1-8分别代表定子铁心的8个定子极；定子极1、定子极3、定子极5、定子极7上均固定有永磁体，所有永磁体皆沿径向充磁；定子极2、定子极4、定子极6、定子极8绕有集中式的电枢绕组，所有电枢绕组的绕制方向一致，电枢绕组依据相位不同依次分为A相电枢绕组、B相电枢绕组、C相电枢绕组和D相电枢绕组。
图4为本发明一种电动滑板电机电励磁方案嵌线图。如图所示，图中数字1-8分别代表定子铁心的8个定子极；定子极1、定子极3、定子极5、定子极7上均绕有电励磁绕组，所有电励磁绕组的绕向一致；定子极2、定子极4、定子极6、定子极8绕有集中式的电枢绕组，所有电枢绕组的绕制方向一致，电枢绕组依据相位不同依次分为A相电枢绕组、B相电枢绕组、C相电枢绕组和D相电枢绕组。
下面对本发明提出的一种电动滑板电机进行工作原理的说明。
本发明所述的一种电动滑板电机通过励磁元件来产生磁场；励磁元件产生的磁场经过气隙、转子铁心、气隙和定子铁心形成闭合磁路，该过程由于各个定子铁心都被定子轭的突出部分隔离，因此漏磁减少。在励磁元件产生磁场的同时按照一定的导通顺序给电机四相绕组通电，从而使电机产生稳定的输出转矩，带动电机转子转动。
以第1实施例来阐述，励磁元件为永磁体，所有永磁体皆沿径向充磁；因此磁场由永磁体产生，这时直接按照一定的导通顺序给电机四相绕组通电，电机就能产生稳定的输出转矩，带动电机转子转动。
以第2实施例来阐述，励磁元件为励磁绕组，所有励磁绕组绕向相同；因此首先给励磁绕组通电，此时磁场由通电的励磁绕组产生，再按照一定的导通顺序给电机四相绕组通电，电机就能产生稳定的输出转矩，带动电机转子转动。

Claims (3)

1.一种电动滑板电机，其特征在于：
由外转子铁心(1)、定子铁心(2)、定子轭(3)、励磁元件(4)、电枢绕组、轴(9)和轴承组成；
定子轭(3)由非导磁材料制成并固定在轴(9)上；
外转子铁心(1)由9X个均匀分布的凸形转子极，每个转子极的极弧系数为0.5；外转子铁心(1)在轴承的作用下绕轴旋转并带动电动滑板的车轮旋转；
呈U形的定子铁心(2)固定在定子轭(3)上，一个定子铁心(2)的外侧有两个凸出的定子极，且两个定子极平行；
沿圆周分布的定子铁心共有4X个，X为正整数；
各个定子铁心(2)之间被定子轭(3)的突出部分隔离；
所述电动滑板电机的定子极的宽度与转子极相同，同一定子铁心(2)上的两个定子极极距等于转子极极距；
每个定子铁心(2)顺时针方向第一个定子极上有励磁元件(4)，励磁元件(4)可以为永磁体，也可以为电励磁绕组；
每个定子铁心(2)顺时针方向第二个定子极上有集中式的电枢绕组，所有电枢绕组的绕制方向一致，电枢绕组依据相位不同依次分为A相电枢绕组(5)、B相电枢绕组(6)、C相电枢绕组(7)和D相电枢绕组(8)。
2.如权利要求1所述的一种电动滑板电机，其特征在于：所述励磁元件(4)为永磁体，永磁体固定在定子铁心(2)逆时针方向一侧的定子极圆周面上，所有永磁体皆沿径向充磁。
3.如权利要求1所述的一种电动滑板电机，其特征在于：所述励磁元件(4)为电励磁绕组，电励磁绕组绕在定子极上，所有电励磁绕组的绕向一致。
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